Ba pha2013 mk

Nguyễn Công Phương Mạch ba pha Cơ sở lý thuyết mạch điện Nội dung I Thông số mạch II Phần tử mạch III Mạch chiều IV Mạch xoay chiều V Mạng hai cửa VI Mạch ba pha VII.Quá trình độ Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn Mạch ba pha • Mạch pha: nguồn điện xoay chiều nối với tải cặp dây dẫn • Mạch nhiều pha: nhiều nguồn xoay chiều tần số khác pha • Mạch ba pha: ba nguồn điện xoay chiều tần số, biên độ, lệch pha với 120o • Trong số mạch nhiều pha, mạch ba pha phổ biến & kinh tế Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn Mạch ba pha • Ưu điểm: – – – – – – • Máy phát rẻ hơn, kích thước gọn Giá thành truyền tải rẻ Động ba pha Điện áp ba pha Hệ số công suất Chỉnh lưu Nội dung – – – – – – Nguồn ba pha đối xứng Mạch ba pha đối xứng Mạch ba pha không đối xứng Công suất mạch ba pha Phương pháp thành phần đối xứng Điều hoà bậc cao mạch ba pha Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn Nguồn ba pha đối xứng (1) A uAA’ uBB’ uCC’ C’ B’ t B S C Stator A’ U CC ' 120o U BB ' uAA’ = Umsinωt ω 120o 120o uBB’ = Umsin(ωt – 120o) U AA ' uCC’ = Umsin(ωt + 120o) uAA’ + uBB’ + uCC’ = Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn Nguồn ba pha đối xứng (2) A C’ B’ B S N S C Stator A’ Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn Nguồn ba pha đối xứng (3) A uCA C’ B S C uBC Stator uAN uCN C B’ C’ N iC A iA iN B’ A’ uBN A’ uAB iB B uAN, uBN, u’CN: điện áp pha uAB, uBC, u’CA: điện áp dây Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn Nguồn ba pha đối xứng (4) iC C eCN eAN A iA uCA iN N uBC eBN uAN uCN C C’ N iC iA iN B’ A’ uBN uAB iB iB B A B Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn Nguồn ba pha đối xứng (5) A C B’ C’ B’ B S Stator iCA uBC C B iBC A’ A’ uCA iAB uAB Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn C’ A iC iA iB Nguồn ba pha đối xứng (6) C C B’ iC eBC eCA B A eAB iA iB iCA uBC B iBC A’ uCA iAB uAB Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn C’ A iC iA iB 10 VD Phương pháp thành phần đối xứng  (19)  o E A  220 0o V; E B  230  135 V; Zn = j6 Ω; E C  210 140o V; Z1ng = j10 Ω; Z2ng = j12 Ω; Z0ng = j2 Ω; Z1t = 30 + j40 Ω; Z2t = + j6 Ω; Z0t = j4 Ω; Tính dịng mạch I A0 Z0ng  I B0 Z0ng I N C0 Z0ng In E A0 Z0t E n B0 E C Z0t Zn Z0t Đặt  N  3E A0 E A0 E B E C   Z ng  Z 0t Z ng  Z 0t Z ng  Z 0t Z ng  Z 0t  n  1 1     Z ng  Z 0t Z n Z ng  Z 0t Z ng  Z 0t Z ng  Z 0t Z n Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 72 VD Phương pháp thành phần đối xứng  (20)  o E A  220 0o V; E B  230  135 V; Zn = j6 Ω; E C  210 140o V; Z1ng = j10 Ω; Z2ng = j12 Ω; Z0ng = j2 Ω; Z1t = 30 + j40 Ω; Z2t = + j6 Ω; Z0t = j4 Ω; Tính dịng mạch I A0 Z0ng  I B0 Z0ng I N C0 Z0ng In E A0 Z0t E n B0 E C Z0t Zn Z0t 3E A0 3(34,5  j 9, 22) Z ng  Z 0t j2  j4  25,88  j 6,92 V  n  3   j  j j6 Z ng  Z 0t Z n    E (34,5  j 9, 22)  (25,88  j 6,92) n0 I  I  I  A0  A0 B0 C0 Z ng  Z 0t j2  j4  0,38  j1, 44 A Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 73 Phương pháp thành phần đối xứng (21) Thứ tự thuận Nguồn ba pha khơng đối xứng Phân tích Giải mạch ba pha thứ tự thuận Thứ tự ngược Giải mạch ba pha thứ tự ngược Tổng hợp Thứ tự zero Giải mạch thứ tự zero Kết Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 74 VD Phương pháp thành phần đối xứng (22) o E A  220 0o V; E B  230  135 V; Zn = j6 Ω; E C  210 140o V; Z1ng = j10 Ω; Z2ng = j12 Ω; Z0ng = j2 Ω; Z1t = 30 + j40 Ω; Z2t = + j6 Ω; Z0t = j4 Ω; Tính dịng mạch  IA1  1,94  j 3,10 A   I A  0, 65  j 2,19 A   I A0  0,38  j1, 44 A  IB1  3, 65  j 0,13A   I B  1,57  j1, 66 A   I B  0,38  j1, 44 A Z1ng A Z2ng B Z0ng C Z1t N Z2t Zn Z0t  IA  IA1  IA  IA0  2, 21  j 3,85 A  IB  IB1  IB  IB  2, 47  j 2,96 A  IC1  1, 71  j 3, 23A   I C  2, 22  j 0,53A  IC  Mạch ba pha  I C  0,38  j1, 44 A  IC1  IC  IC  0,89  j 5, 20 A sites.google.com/site/ncpdhbkhn 75 n VD Phương pháp thành phần đối xứng (23) o E A  220 0o V; E B  230  135 V; Zn = j6 Ω; E C  210 140o V; Z1ng = j10 Ω; Z2ng = j12 Ω; Z0ng = j2 Ω; Z1t = 30 + j40 Ω; Z2t = + j6 Ω; Z0t = j4 Ω; Tính dịng mạch Z1ng A Z2ng B Z0ng C Z1t N Z2t Zn Z0t Kiểm tra kết IA  2, 21  j 3,85 A IB  2, 47  j 2,96 A I  0,89  j 5, 20 A  In  IA  IB  IC  1,15  j 4,31A C In  In  n Z ng  Z 0t 25,88  j 6,92  1,15  j 4,31A  j2  j4 Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 76 n Mạch ba pha Nguồn ba pha đối xứng Mạch ba pha đối xứng Mạch ba pha không đối xứng Công suất mạch ba pha Phương pháp thành phần đối xứng Điều hoà bậc cao mạch ba pha Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 77 Điều hồ bậc cao mạch ba pha (1) • Điện áp nguồn mạch ba pha bị méo • → Phân tích tín hiệu thành tổng điều hồ bậc cao • Ngồi ω cịn có 3ω, 5ω, 7ω, … • Nếu ekA = Ekmsin(kωt) ekB = Ekmsin[kω(t – T/3)] = Ekmsin(kωt – k2π/3) & ekC = Ekmsin[kω(t + T/3)] = Ekmsin(kωt + k2π/3) Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 78 Điều hoà bậc cao mạch ba pha (2) • Nếu ekA = Ekmsin(kωt) ekB = Ekmsin[kω(t – T/3)] = Ekmsin(kωt – k2π/3) & ekC = Ekmsin[kω(t + T/3)] = Ekmsin(kωt + k2π/3) • Xét k = 3: ekA = Ekmsin(3ωt) ekB = Ekmsin(3ωt – 3.2π/3) = Ekmsin(3ωt – 2π) ekC = Ekmsin(3ωt + 3.2π/3) = Ekmsin(3ωt + 2π) • → pha điện áp bậc trùng pha với • Tổng quát: pha điện áp bậc 3n (n = 1, 3, 5, 7, …) trùng pha với Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 79 Điều hoà bậc cao mạch ba pha (3) • Tổng quát: pha điện áp bậc 3n (n = 1, 3, 5, 7, …), (k = 3, 9, 15, …) trùng pha với • Tương tự: pha điện áp bậc 3n + (n = 1, 3, 5, 7, …), (k = 1, 7, 13, …) lệch pha 2π/3 → hợp thành hệ thống thứ tự thuận • Tương tự: pha điện áp bậc 3n + (n = 1, 3, 5, 7, …), (k = 5, 11, 17, …) lệch pha 4π/3 → hợp thành hệ thống thứ tự ngược Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 80 Điều hoà bậc cao mạch ba pha (4) Hệ thống ba pha thứ tự thuận (k = 1, 7, 13, …) Điện áp ba pha méo + Hệ thống ba pha thứ tự ngược (k = 5, 11, 17, …) + Hệ thống ba pha thứ tự zero (k = 3, 9, 15, …) Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 81 VD Điều hoà bậc cao mạch ba pha (5) Xét mạch ba pha đối xứng eA = 100sinωt + 40sin(3ωt + 60o) + + 15sin(5ωt – 15o) V; Tính trị hiệu dụng dịng điện dây trung tính iCc C eC iAa c eA A N eB B Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn a n Ω iNn iBb 10 Ω b 82 Điều hoà bậc cao mạch ba pha (6) eA = 100sinωt + + 40sin(3ωt + 60o) + + 15sin(5ωt – 15o) V Hệ thống ba pha thứ tự thuận (k = 1, 7, 13, …) + Điện áp ba pha méo ( E1 A , E1B , E1C ) Hệ thống ba pha thứ tự ngược (k = 5, 11, 17, …) + k = 1: e1A = 100sinωt V k = 3: e3A = 40sin(3ωt + 60o) V k = 5: e5A = 15sin(5ωt – 15o) V ( E A , E B , E 5C ) Hệ thống ba pha thứ tự zero (k = 3, 9, 15, …) ( E A , E B , E 3C ) Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 83 VD Điều hoà bậc cao mạch ba pha (7) Xét mạch ba pha đối xứng eA = 100sinωt + 40sin(3ωt + 60o) + + 15sin(5ωt – 15o) V; Tính trị hiệu dụng dịng điện dây trung tính eA + eB + eC  iCc C eC iAa c eA A N eB B a n Ω iNn iBb 10 Ω b  ( E1 A  E1B  E1C ) ( E A  E B  E 5C ) ( E3 A  E3 B  E3C ) (thứ tự thuận) E1 A  E1B  E1C  (thứ tự ngược) E5 A  E B  E 5C  E A  E B  E 3C  3E A (thứ tự zero) → eA + eB + eC  3E A Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 84 VD Điều hoà bậc cao mạch ba pha (8) Xét mạch ba pha đối xứng eA = 100sinωt + 40sin(3ωt + 60o) + + 15sin(5ωt – 15o) V; Tính trị hiệu dụng dịng điện dây trung tính iCc C eC eA + eB + eC  3E A N  eA eB eC (eA  eB  eC )   n  10 10 10  10 1 1     10 10 10 10 eA + eB + eC  3E A iAa c eA A N eB B a n Ω iNn iBb 10 Ω b E A  n  n  10  10 Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 85 VD Điều hoà bậc cao mạch ba pha (9) Xét mạch ba pha đối xứng eA = 100sinωt + 40sin(3ωt + 60o) + + 15sin(5ωt – 15o) V; Tính trị hiệu dụng dịng điện dây trung tính iCc C eC c eA A N eB o B  40 60 E3 A 3 n  10  10  10,61 60o V 3   10 10  I Nn iAa a n Ω iNn iBb 10 Ω b n 10, 61    5,30 A 2 Mạch ba pha - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 86